一种可调式刚性关节连接结构的制作方法

本发明涉及一种可调式刚性关节连接结构，属于机器人关节连接技术领域。

背景技术：

近年来，随着智能化生产水平的不断提高，工业机器人被广泛应用于装配生产作业，大大提高了生产效率。由于机器人较高速运行时惯性力较大，机器人关节的刚度往往对机器人末端执行器的定位精度影响很大，特别是对于大负载、高速长时间运行的机器人。关节刚度的下降不仅降低机器人的工作性能，甚至会降低机器人使用寿命，产生一些安全隐患等问题。在机器人关节传动领域，关节刚度决定了传动的稳定性。

因此，本领域技术人员致力于开发一种结构简单、操作方便、成本较低的可调式刚性关节连接结构，采用惯性小且锁紧刚度可调的关节连接结构，提高系统的刚度和位置定位精度，从而提高机器人的工作性能和使用寿命。

技术实现要素：

发明目的：为了克服现有技术中存在的不足，本发明提供一种可调式刚性关节连接结构，具有结构简单、装卸方便、成本较低等特点，采用锁紧刚度可调的关节连接结构，提高系统的刚度和位置定位精度，从而有效提高机器人的工作性能和使用寿命。

技术方案：为实现上述目的，本发明采用的技术方案为：

一种可调式刚性关节连接结构，包括第一伺服电机、第二伺服电机、安装板、减速器、第一连接板、第二连接板、谐波减速器、异形件；

其中，所述第一伺服电机及减速器安装于安装板上，且第一连接板的一端套接于减速器的输出端上，第一伺服电机通过减速器驱动第一连接板的圆周运动；所述第二伺服电机及谐波减速器安装于第一连接板的另一端，且第二伺服电机的输出轴通过异形件与谐波减速器相连，第二连接板的一端套接于谐波减速器的输出端上，第二伺服电机通过谐波减速器驱动第二连接板的圆周运动；

所述异形件整体呈圆筒形，其内端套接于第二伺服电机的输出轴上，并通过键槽配合实现与第二伺服电机输出轴的同步传动；所述异形件的外端套接于谐波减速器的输入轴上，并通过沿圆周均布的锁紧小螺钉实现与谐波减速器输入轴的锁紧固定；所述异形件中部开有横向延伸的泄压槽，其内端设置有与泄压槽连通的纵向开口，且通过横向贯穿纵向开口的锁紧大螺钉实现与第二伺服电机输出轴的锁紧调节。

进一步的，所述第二伺服电机通过法兰座安装于第一连接板上，且法兰座采用分体式对称结构，两个分体结构之间设有调节槽。分体式对称结构的法兰座便于调节第二伺服电机、异形件以及谐波减速器三者的相对位置，有利于简化安装工艺。

进一步的，所述第一连接板远离第一伺服电机的一端上设置有若干沿轴向排列的安装位置，用于安装谐波减速器，根据具体工况选择第一连接板上的安装位置，用以调节机器人的动态性能。

进一步的，所述第一连接板通过键槽配合实现与减速器输出轴的同步传动，且与减速器相连的位置处设置有横向分离的安装槽，并通过纵向贯穿安装槽的锁紧螺钉实现安装槽的锁紧调节。该结构便于装卸以及调整第一连接板沿减速器的轴向位置，同时可通过调节安装于第一连接板上的锁紧螺钉的预紧力以调节第一连接板与减速器输出轴的连接刚度。

进一步的，所述异形件采用高强度航空铝材料制成，以降低其转动惯性，且泄压槽的宽度为1-2mm。

有益效果：本发明提供的一种可调式刚性关节连接结构，相对于现有技术，具有以下优点：1、结构简单，成本较低，通过各分体式结构大大简化了安装工艺，且通过调整第一连接板与减速器的轴向游隙以及选择第一连接板上的安装位置能够实现不同档位的切换；2、可通过调节安装于异形件上的锁紧大螺钉的预紧力以调节第二伺服电机与谐波减速器的连接刚度，以提高系统的刚度和位置定位精度，从而有效提高机器人的工作性能和使用寿命，降低安全隐患。

附图说明

图1为本发明一种可调式刚性关节连接结构的结构示意图；

图2为本发明中第一连接板远离第一伺服电机的一端的剖面图；

图3为本发明中分体式对称结构的法兰座的结构示意图；

图4为本发明中异形件的结构示意图；

图中包括：1、第一伺服电机，2、安装板，3、减速器，4、第一连接板，5、第二连接板，6、法兰座，7、谐波减速器，8、异形件，9、第二伺服电机，10、锁紧小螺钉，11、泄压槽，12、纵向开口，13、锁紧大螺钉，14、调节槽，15、安装槽，16、锁紧螺钉。

具体实施方式

下面结合附图对本发明作更进一步的说明。

如图1所示为一种可调式刚性关节连接结构，包括第一伺服电机1、第二伺服电机9、安装板2、减速器3、第一连接板4、第二连接板5、谐波减速器7、异形件8；

其中，所述第一伺服电机1及减速器3安装于安装板2上，且第一连接板4的一端套接于减速器3的输出端上，第一伺服电机1通过减速器3驱动第一连接板4的圆周运动；所述第二伺服电机9及谐波减速器7安装于第一连接板4的另一端，且第二伺服电机9的输出轴通过异形件8与谐波减速器7相连，第二连接板5的一端套接于谐波减速器7的输出端上，第二伺服电机9通过谐波减速器7驱动第二连接板5的圆周运动；

如图2所示，所述异形件8整体呈圆筒形，其内端套接于第二伺服电机9的输出轴上，并通过键槽配合实现与第二伺服电机9输出轴的同步传动；所述异形件8的外端套接于谐波减速器7的输入轴上，并通过沿圆周均布的3个锁紧小螺钉10实现与谐波减速器7输入轴的锁紧固定；如图4所示，所述异形件8中部开有横向延伸的泄压槽11，其内端设置有与泄压槽11连通的纵向开口12，且通过横向贯穿纵向开口12的锁紧大螺钉13实现与第二伺服电机9输出轴的锁紧调节。

本实施例中，所述第二伺服电机9通过法兰座6安装于第一连接板4上，且法兰座6采用分体式对称结构，如图3所示，两个分体结构之间设有调节槽14。

本实施例中，所述第一连接板4远离第一伺服电机1的一端上设置有两个沿轴向排列的安装位置p1和p2，用于安装谐波减速器7。

本实施例中，所述第一连接板4通过键槽配合实现与减速器3输出轴的同步传动，且与减速器3相连的位置处设置有横向分离的安装槽15，并通过纵向贯穿安装槽15的两个锁紧螺钉16实现安装槽15的锁紧调节。

本实施例中，所述异形件8采用高强度航空铝材料制成，且泄压槽11的宽度为1-2mm。

本发明的具体实施方式如下：

使用时可根据具体工况选择第一连接板4上的安装位置p1或p2，并且调节第一连接板4上的两个锁紧螺钉，轻敲第一连接板4使其沿减速器3的轴线方向移动到合适位置，以实现不同档位的切换；

通过分体式对称结构的法兰座6调节第二伺服电机9、异形件8以及谐波减速器7三者的相对位置；通过调节安装于异形件8上的锁紧大螺钉13的预紧力以调节第二伺服电机9与谐波减速器7的连接刚度，并通过调节安装于第一连接板4上的锁紧螺钉16的预紧力以调节第一连接板4与减速器3输出轴的连接刚度，以提高系统的刚度和位置定位精度，从而提高机器人的工作性能和使用寿命。

以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出：对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。